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玉米(Zea mays L.)属于一年生禾本科草本植物,在世界范围内,玉米作为重要的粮食、饲料和工业产品原料,其产量深刻影响着全球粮食和经济安全。光合作用是绿色植物生产有机物的重要过程,增强C4光合作用对提高玉米产量作用巨大。磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(Phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)是C4光合中的关键酶,在CO2固定过程中起到至关重要的作用,故而对PEPC基因的表达调控研究意义重大。MYB-related转录因子是MYB转录因子家族的一个亚族,在种子萌发、植物逆境胁迫等方面起到重要作用。然而,MYB-related转录因子对光合作用特别是对PEPC基因表达的调控作用目前研究不足。本研究利用ChIP-seq数据系统、亲缘关系分析预测出调控PEPC基因表达的MYB-related转录因子ZmMYBRR31和ZmMYBRR43,并利用Dual-Luciferase、亚细胞定位、酵母单杂交、CRISPR/Cas9基因编辑技术等手段研究ZmMYBR31、43对PEPC基因表达的调控作用,为深入研究并理解C4光合机理奠定基础。以下为主要研究结果:(1)根据ZmMYBR31的ChIP-seq结果和Dual-Luciferase技术验证,表明ZmMYBR31可通过结合到PEPC基因的启动子区域来显著激活PEPC基因的表达。(2)对ZmMYBR31的亲缘关系分析显示,ZmMYBR31与ZmMYBR43具有高度同源性,且在叶片中的表达模式相似,故ZmMYBR43可能为ZmMYBR31的功能冗余基因。通过Dual-Luciferase技术,发现ZmMYBR43也可通过结合到PEPC基因的启动子区域来显著激活PEPC基因的表达,在调控PEPC表达方面具有和ZmMYBR31相近功能。(3)通过Split LUC技术研究ZmMYBR31、43之间的互作关系并利用Dual-Luciferase技术验证,表明ZmMYBR31、43在烟草叶片中存在互作关系,且ZmMYBR31、43共同存在比单独存在更能激活下游报告基因的表达。(4)在玉米原生质体中进行ZmMYBR31与ZmMYBR43的亚细胞定位工作,发现ZmMYBR31与ZmMYBR43都定位在细胞核中。(5)通过酵母单杂交技术研究ZmMYBR31、43与PEPC启动子的结合位点,将ZmMYBR31、43与PEPC启动子的结合位点由1014 bp缩小至40-50 bp。(6)通过对玉米和狗尾草两个物种中的亲缘关系分析,确定了ZmMYBR31、43在狗尾草中的同源基因Sevir.9G327500.1,利用CRISPR/Cas9基因编辑和狗尾草植物组织培养、遗传转化等技术,构建Sevir.9G327500.1的狗尾草基因敲除突变体,T1代存在的1号纯合突变体中目的基因缺失了73bp片段,3号纯合突变体中目的基因缺失了59bp片段。通过观察表型,未发现突变体与野生型有明显区别的表型,还需进一步深入研究。